黑龙江省讷河市振秋桥两阶段施工图设计

黑龙江省讷河市振秋桥两阶段施工图设计第1章绪论1.1 选题的目的及意义对将来就业方向和以后继续深造的考虑毕业设计我选择了桥梁设计，并将振秋桥两阶段施工图设计作为毕业设计，主要是为了把这四年学到的专业知识应用到实际工作中，为以后的工作积累经验并为以后参加工作奠定坚实的基础。

独自完成振秋桥的设计任务，能够使我掌握桥梁设计和施工的全部过程，为今后的工作能独立完成大、中、小桥梁设计奠定坚实的基础。

讷谟尔河段地处黑龙江省嫩江县境内。

讷河市地理位置优越。

北枕兴安龙脉，南接万顷平畴，西望泱泱嫩水，东邻五大连池，与内蒙古隔江相望。

城乡公路四通八达，111国道和齐加铁路纵贯全境，距齐市机场160公里，可以开辟对俄罗斯等国家的贸易长廊，铺设贯通南北的旅游热线。

自然资源丰富。

境内阡陌流金，黑土丰饶，全市有120万亩林地，33万亩草原，12万亩可利用水面，拥有耕地500万亩，流经境内的嫩江是全国仅有的两条洁净河之一，发展生态农业、生产绿色食品的条件得天独厚。

现已探明的地下矿藏有高岭土、黄粘土、钾石等17种非金属矿产资源，黄粘土储量和质量居世界首位，畅销海内外。

富含偏硅酸等物质的矿泉水储量巨大，为不可多得的饮用珍品。

蕨菜、蘑菇等山野菜百余种，开发前景十分广阔。

振秋桥桥位所处地段属农场区，跨越国道111线，主要目的是为了国道的封闭，它所在的道路是讷五公路，道路等级为二级公路，荷载等级为公路Ⅱ级，考虑讷河区域经济和旅游业的迅速发展，决定在此修建一座桥梁——振秋桥，以加快该地区经济的发展，本桥的修筑对带动嫩江县经济的发展有重要意义。

1.2 国内外研究状况1.2.1 课题研究的国内现状通过在《中国桥梁史纲》、《桥梁工程》、《结构设计原理》、《桥涵水文》等书中的了解，我认识到我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，至今已有40多年的历史，比欧洲起步晚，但近对年来发展迅速，在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。

预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种，它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，特别是主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车舒适等优点。

加上这种桥型的设计施工均较成熟，施工质量和施工工期能得到控制，成桥后养护工作量小。

预应力混凝土连续梁的适用范围一般在150m以内，上述种种因素使得这种桥型在公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。

目前我国已建成的有代表性的大跨径公路和城市预应力混凝土连续梁桥.预应力混凝土连续梁桥在我国的发展与应用虽然只有20余年历史，但如今在公路、城市道路和铁路建设中广泛采用。

目前我国无论在设计、施工、预应力材料和设备上都取得了很大进步和一定成就，然而与国际先进水平仍存在一定差距。

今天，我们需要不断地总结经验、吸取教训，在设计理论、设计规范、预应力材料和施工技术上不断完善、不断发展、勇于创新。

相信通过大家共同努力，在21世纪一定能将我国预应力混凝土梁桥的设计、施工水平推向更新的高度。

1.2.2 课题研究的国外现状《世界桥梁发展史》、《预应力混凝土桥梁技术的新发展》中介绍到自60年代中期在德国莱茵河上采用悬臂浇筑法建成Bendorf桥以来，悬臂浇筑施工法和悬臂拼装施工法得到不断改进、完善和推广应用，从而使得预应力混凝土连续梁桥成为许多国家广泛采用的桥型之一。

预应力混凝土是在第二次世界大战后迫切要求恢复战争创伤、从西欧迅速发展起来的。

半个世纪以来，从理论、材料、工艺到土建工程的各种应用，都取得了极其巨大的发展与成就。

尤其是随着部分预应力概念的逐步成熟，突破了混凝土不得受拉与开裂的约束，大大扩展了它的应用范围。

目前预应力混凝土已成为国内外土建工程最主要的一种结构材料，而且预应力技术已扩大应用到型钢、砖、石、木等各种结构材料，并用以处理结构设计、施工中、用常规技术难以解决的各种疑难问题。

1.3 工程概况讷谟尔河是黑龙江省境内嫩江干流中游的一条支流。

本河段河道较为顺直，地质条件较好，河床下依次为填筑土、亚粘土、粘土、亚粘土，承载力较差。

讷谟尔河属季节性河流，其径流主要靠降水补给。

根据该地区水文站长年的水文观测资料，并参考近年特大洪水资料，经分析计算后确定设计水位为119.04。

讷谟尔河河段所处地区年最高气温是35℃，年最低气温是-35℃，年平均气温是5℃，标准冻深是2.0m。

该地区建筑材料供应良好。

1.4 技术指标和技术依据1.4.1 技术指标（1）道路等级：一级公路 （2）荷载等级：公路Ⅰ级 （3）桥面净空：2x 净-15.25米 （4）环境类别：Ⅰ类 （5）设计水位：119.04 m （6）标准跨径：38.5米 1.4.2技术依据（1）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003） （2）《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60-2004）（3）《公路钢筋混凝土和预应力混凝土设计规范》(JTG D62-2004) （4）《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000) （5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-2004）1.5 结构形式上部结构采用4x38.5m 装配式预应力混凝土简支转连续箱梁；边跨主梁全长38.12m ；中跨主梁全长37.9m ；计算跨径37.5m 。

下部采用双柱式桥墩、肋板式桥台,钻孔灌注桩基础。

1.6 设计基本资料1.6.1 主要材料混凝土：预制主梁、现浇湿接缝、桥面现浇层均采用C50混凝土 预应力钢绞线：采用1×7标准型-15.2-1860-Ⅱ-GB/T5224-1995钢绞线 主筋：采用HRB400钢筋 箍筋：采用HRB335钢筋 构造钢筋：采用HRB335钢筋 1.6.2 材料特性1.C50混凝土强度标准值：ck f =32.4 MPa, tk f =2.65 MPa 强度设计值：cd f =22.4 MPa, td f =1.83 MPa 弹性模量：MPa E c 51045.3⨯= 2.预应力钢束抗拉强度标准值：1860MPa pk f =抗拉强度设计值：1260MPa pd f = 弹性模量：51.9510MPa p E =⨯ 3.普通钢筋 （1）主筋抗拉强度标准值：960MPa sb f = 抗拉强度设计值：330MPa sd f = 弹性模量：52.010s E MPa =⨯ （2）箍筋抗拉强度标准值：fsk=335 MPa 抗拉强度设计值：fsd=280 MPa 弹性模量：52.010s E MPa =⨯1.7 设计要求各截面的尺寸拟定参考标准图；采用后张法施工工艺制作主梁；用刚接板梁法计算跨中横向分布系数；用杠杆法计算支点横向分布系数；配筋采用部分预应力的方法；桥台采用肋板式；基础采用桩基础。

1.8 施工要点1、预制主梁时，混凝土强度达到设计强度85%后，方可张拉预应力钢束，为了防止主梁的侧弯,每一根钢束分3～4 次张拉，每一次张拉顺序为N4、N2、N3、N5、N6、N1 钢束,并应保证两端对称、均匀张拉，张拉完成后，应及时进行压浆,并对端支座梁端及时封锚，为克服箱梁在钢束张拉完成时弹性上拱，预制梁应设置向下的二次抛物线反拱。

2、钢束张拉锚下控制张拉力为con σ＝ 0.75pk f ＝1395Mpa （主梁预应力钢束）conσ＝0.73pk f ＝1358Mpa （顶板负弯矩钢束）。

3、预应力管道采用金属波纹管成形，安装时必须严格按坐标定位，确保管道的线形准确。

锚下垫板必须与预应力钢束垂直，垫板中心应对准管道中心，在管道密集部位及锚固区，应特别加强混凝土的振捣，确保混凝土浇注质量。

4、预制主梁时，应注意顶板负弯矩钢束扁波纹管的准确预埋，并采取可靠措施，防止浇注混凝土时波纹管发生变形，影响穿束。

在主梁安装好后，应先将对应的扁管道相接并穿束，焊接连续接头处的主梁钢筋和横隔梁钢筋，然后再浇注连续接头段混凝土，当其混凝土强度达到设计强度的85%后，张拉接头处负弯矩区预应力钢束形成结构连续，并及时对管道压注水泥浆并封锚。

5、存梁期间应对预制主梁的上拱度进行观测，其值与设计计算值相差较大时应分析原因，宜尽量控制在计算值以内，同时，存梁期不宜大于60 天，且同一联预制梁的施工龄期相差不得过大，以免挠度相差较大。

预制主梁采用兜吊应在预制时考虑好兜吊点的位置，一般以尽量靠近端支点和临时支点处为宜，并在施工时应注意兜吊的方式，尽量保持主梁的平衡，避免发生倾覆等情况。

6、预制主梁施工时应保证预埋件的位置、护栏的锚固钢筋，预留泄水孔位的准确，主梁湿接缝处的混凝土表面必须凿毛、冲洗、以保证新老混凝土的结合。

7、搁置、吊运、架设时注意在预制主梁两侧设置横向支撑，以防止梁体侧倒。

8、主梁兜底吊装就位时，在设置伸缩缝墩（台）顶处，将主梁置于永久支座上，连续端先将主梁置于临时支座上，成为简支状态，并采取措施确保各单片主梁的稳定。

9、主梁安装就位后，必须及时进行横隔梁间的焊接及翼缘板湿接缝混凝土的浇筑。

只有其设计强度达到70%并采取压力扩散措施后，方可在其上运梁。

10、浇注接头及湿接缝混凝土时，应注意连续钢筋的焊接，现浇湿接缝的浇注在连续接头浇完后进行。

11、凡需焊接的受力部位，均应满足可焊性要求，并且当使用强度等级不同的异种钢材相焊时所选用的焊接材料的强度应保证焊接及接头强度高于较低强度等级的钢材强度。

12、钻孔灌注桩施工时要要严格遵循技术要求，以防坍孔；在钻孔完毕和清孔后应进行质量检查。

其允许偏差应符合颁布《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的质量检查标准。

13、为确保基桩质量，要求清孔下钢筋笼。

灌注混凝土之前应再次探测孔底沉淀，不得超过《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的要求。

14、钻孔桩的混凝土质量按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）规定作探孔取样检查。

15、耳墙混凝土浇筑顺序，应先浇悬臂然后逐次浇至背墙。

耳墙对帽梁产生较大的弯扭力矩，因此在拆除底模支架时应避免造成大的冲击力。

16、台背及锥坡顶处，应逐层夯实，为减少水平土压力，不得用大型机械推土筑高和镇压的方法，锥坡处采用浆砌片石铺砌。

第2章水文计算2.1水面宽度及过水面积计算天然河流的形状本不规则，过水断面沿流程变化实属非均匀流。

但是按水文断面要求而选择的断面。

则近似均匀流。

故可按曼宁公式计算。

按形态断面图计算，将全河分八份，无河滩全为河槽。

具体计算见下表2.1表2.1过水面积、水面宽度计算表12494填筑土亚粘土地面高程（m ）里程桩号（m ）120.54+210.00119.04+218.30113.34+264.40+395.45119.04107.58108.86Hs=119.04m设计复核审核图号日期黑龙江工程学院振秋桥桥位处水文断面图9698100102106108110112116118120122126113.24+240.00+376.50111.00116.40+220.00振秋桥振秋桥桥位处水文断面图填筑土亚粘土粘 土附注∶水平方向比例尺为1:500；竖直方向比例尺为1:250.粘 土亚粘土+256.08+300.80+352.47+337.85113.26108.96亚粘土粘 土亚粘土+387.70113.90+400.00120.30图2.1 振秋桥水文断面图2.2流量及流速计算根据公式：CA R χ=（2-1）21321C V R i n=⨯⨯ （2-2）t C s Q Q Q += （2-3）式中：c V —河床断面平均流速； s Q —设计流量；χ—湿周；n —粗糙系数；本设计取，551=c n 251=tn ；R —水力半径；i —水力坡度，本设计取16100000。